Fakodinamika (Phacodynamics) adalah istilah umum untuk prinsip-prinsip mekanis yang mendasari operasi fakoemulsifikasi dan aspirasi (phacoemulsification and aspiration: PEA). Mencakup konsep fluidika (dinamika fluida) dan modulasi daya ultrasonik.
Fakoemulsifikasi dan aspirasi ditemukan oleh Kelman pada tahun 1967, dan kemudian menyebar dengan cepat berkat kemajuan peralatan dan teknik. Saat ini hampir semua operasi katarak dilakukan dengan metode ini, dan pemahaman yang akurat tentang fakodinamika oleh operator merupakan prasyarat untuk operasi yang aman dan efisien.
Parameter utama yang membentuk fakodinamika meliputi:
Pengaturan perangkat yang tepat meningkatkan keamanan dan efisiensi operasi. Sebaliknya, pengaturan yang tidak tepat dapat menyebabkan komplikasi seperti kolaps bilik mata depan, robekan kapsul posterior, dan kerusakan endotel kornea. Memahami prinsip dasar merupakan dasar operasi yang aman bagi semua operator, terlepas dari tingkat keahlian.
Cairan irigasi (BSS: Balanced Salt Solution) disuplai ke bilik mata depan melalui gravitasi dari botol irigasi. Tekanan irigasi sebanding dengan tinggi botol, dan dapat diperkirakan dengan rumus berikut.
Tekanan irigasi (mmHg) ≈ Tinggi botol (cm) × 0,7 Contoh: Tinggi botol 100 cm menghasilkan sekitar 70 mmHg, 80 cm sekitar 56 mmHg, 70 cm sekitar 49 mmHg
Menempatkan botol lebih tinggi dari mata pasien menciptakan gradien tekanan, memungkinkan cairan irigasi mengalir ke bilik mata depan. Menaikkan botol meningkatkan tekanan intraokular dan kedalaman bilik mata depan. Namun, pada pasien glaukoma atau aterosklerosis, perlu perhatian terhadap peningkatan tekanan intraokular.
Dalam beberapa tahun terakhir, selain sistem gravitasi, telah dikembangkan sistem irigasi paksa seperti VGFI (Vented Gas Forced Infusion) dan sistem tekanan kantong lunak, yang dapat mengontrol fluktuasi tekanan intraokular dengan lebih baik.
Aliran keluar terutama terjadi melalui aspirasi yang dimediasi pompa. Meningkatkan laju aspirasi meningkatkan aliran keluar dan mempercepat pergerakan di dalam bilik mata depan. Jalur aliran keluar lainnya adalah kebocoran dari luka insisi dan port samping.
Ketika laju aliran masuk sama dengan laju aliran keluar, keseimbangan tekanan di bilik mata depan terjaga, mempertahankan bilik mata depan yang stabil.
Dampak Ketidakseimbangan Fluida:
Benar. Menaikkan botol infus meningkatkan tekanan intraokular sebelum dan sesudah surge, tetapi amplitudo fluktuasi tekanan tidak berubah. Untuk menekan surge, bukan penyesuaian tinggi botol, melainkan pengurangan tekanan hisap atau penggunaan tabung dengan kepatuhan rendah yang efektif.
Laju aliran hisap adalah volume cairan (mL/menit) yang bergerak melalui lubang hisap di ujung tip per satuan waktu. Pada pompa peristaltik, kecepatan putaran pompa dapat diatur secara langsung.
Tekanan hisap adalah tekanan negatif (mmHg) yang menentukan kemampuan menahan (hold ability) fragmen nukleus di ujung tip saat tip tersumbat.
Tipe Peristaltik
Prinsip: Rol memeras tabung untuk menghasilkan tekanan negatif.
Keuntungan: Tekanan hisap dan laju aliran hisap dapat diatur secara independen.
Kekurangan: Tekanan hisap naik secara lambat. Dirancang dengan fokus pada keamanan, cocok untuk pemula dan menengah.
Tipe Venturi
Prinsip: Aliran udara menghasilkan tekanan negatif di dalam kaset (Hukum Bernoulli).
Kelebihan: Tekanan hisap naik dengan cepat dan kemampuan mengikuti (follow ability) tinggi.
Kekurangan: Sulit untuk kontrol yang halus, dan laju aliran hisap tidak dapat diatur secara independen (sekitar setengah dari tekanan hisap yang ditetapkan adalah laju aliran). Cocok untuk tingkat lanjut.
Dalam beberapa tahun terakhir, kekurangan kedua jenis pompa telah diperbaiki, dan ada sistem hibrida yang dapat beralih antara kedua jenis dalam satu perangkat.
Surge adalah fenomena di mana setelah penyumbatan ujung oleh fragmen nukleus terlepas, tekanan negatif yang terakumulasi dilepaskan secara tiba-tiba, menyebabkan cairan mengalir keluar dengan cepat dari bilik mata depan dan bilik menjadi tidak stabil sementara.
Dalam studi oleh Georgescu dkk. pada mata manusia yang dienukleasi, dilaporkan bahwa jarak fluktuasi bilik mata depan selama surge adalah 0,04 hingga 2 mm.
Ketika surge terjadi, kapsul posterior atau iris tertarik ke arah ujung, menyebabkan risiko kerusakan kapsul posterior atau cedera iris.
Langkah-langkah mengurangi surge:
Frekuensi ultrasonik didefinisikan sebagai 20 kHz atau lebih, dan pada perangkat fakoemulsifikasi biasanya digunakan sekitar 40 kHz (sekitar 28,5–40 kHz). Kekuatan fragmentasi ujung disebabkan oleh dua mekanisme berikut:
Efek Jackhammer
Mekanisme: Benturan fisik ujung ke nukleus lensa.
Karakteristik: Semakin besar jarak ke objek, semakin meningkat akselerasi dan daya. Ini adalah mekanisme fragmentasi utama pada getaran longitudinal.
Efek Kavitasi
Mekanisme: Penurunan tekanan tajam saat ujung mundur menghasilkan gelembung mikro, yang meledak saat maju melepaskan energi.
Karakteristik: Ledakan menghasilkan suhu sekitar 13.000°F (7.200°C) dan gelombang kejut 75.000 psi. Dapat menyebabkan kerusakan jaringan.
Daya ultrasonik dinyatakan sebagai amplitudo tip (panjang langkah), dengan amplitudo maksimum 100%. Meningkatkan daya meningkatkan efek fragmentasi, tetapi juga meningkatkan risiko timbulnya panas dan luka bakar pada luka. Selain itu, amplitudo yang lebih besar memperkuat gaya dorong inti (chattering).
Selain getaran longitudinal konvensional, telah dikembangkan metode yang menggunakan getaran rotasi transversal (torsional). Karena gerakan bolak-balik mengikis inti, produksi panas lebih sedikit dan efisiensi fragmentasi inti lebih tinggi. Dengan menggabungkan mode tradisional dan torsional, serta menambahkan pengaturan pulsa, inti keras pun dapat ditangani dengan aman.
Karakteristik berbeda tergantung pada sudut bevel ujung tip (0–60 derajat).
| Sudut Bevel | Oklusivitas | Penggunaan |
|---|---|---|
| Besar (45–60°) | Rendah (sulit tersumbat) | Memahat (menggali alur) |
| Kecil (0–15°) | Tinggi (mudah tersumbat) | Memotong dan mengeluarkan fragmen inti |
| Mode | Karakteristik | Situasi yang Direkomendasikan |
|---|---|---|
| Kontinu (Continuous) | Osilasi terus-menerus | Nukleus lunak |
| Pulsa (Pulse) | Hidup/mati berulang | Penekanan panas / nukleus keras |
| Burst | Pulsa pendek lalu jeda | Teknik chopping |
Mode pulsa memiliki jeda di antara osilasi ultrasonik, sehingga mengurangi getaran dan memungkinkan fragmentasi nukleus yang efisien sambil mengurangi produksi panas.
Menggali alur (fragmentasi terbuka):
Fragmentasi setelah pembelahan nukleus (fragmentasi tertutup):
Operasi pedal kaki:
Pada fakoemulsifikasi dua tangan, pemisahan chopper irigasi dan probe fako tanpa selongsong memungkinkan emulsifikasi nukleus dalam rongga tertutup melalui sayatan submilimeter. Pada kasus sulit seperti lensa subluksasi, port irigasi membantu menstabilkan kapsul 1).
Untuk pemula, disarankan pengaturan laju aliran hisap rendah, daya ultrasonik rendah, tekanan hisap rendah, dan tekanan irigasi rendah. Ini meminimalkan perbedaan tekanan di bilik mata depan dan mengurangi risiko ruptur kapsul posterior, robekan iris, dan prolaps vitreus. Mengubah pengaturan sesuai tahap adalah jalan pintas untuk mempelajari operasi yang aman.
Pada perangkat operasi katarak ultrasonik modern, sistem kontrol umpan balik berdasarkan sensor tekanan bilik mata depan mulai diperkenalkan. Dengan mendeteksi tekanan bilik mata depan secara real-time dan menyesuaikan laju irrigasi secara otomatis, fluktuasi tekanan dan lonjakan dapat diminimalkan, sehingga diharapkan mengurangi risiko ruptur kapsul posterior.
Sebagai alternatif sistem irrigasi gravitasi, sistem irrigasi paksa seperti VGFI (tekanan gas dalam botol irrigasi) dan metode penekanan kantung lunak dengan pelat telah dipraktikkan. Sistem ini dapat meningkatkan laju irrigasi lebih cepat daripada sistem gravitasi, berkontribusi pada lingkungan operasi yang aman dengan fluktuasi tekanan bilik mata depan yang lebih kecil.
